【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体废弃物资源化利用领域，特别涉及一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法及应用。
技术介绍
1、赤泥作为铝土矿生产氧化铝过程中排放的固体废弃物，其处置一直是工业领域面临的重要问题。传统的干法堆存不仅占用大量土地资源，且由于其高碱性、细粒度且含有多种重金属成分，对周边生态环境构成潜在威胁。与此同时，作为全球主要花生生产国，我国每年产生大量的花生壳生物质废弃物。除部分用于化工原料、动物饲料和有机肥料外，大部分花生壳仍采用直接焚烧的方式处理，造成资源浪费和环境污染。因此，开发一种经济可行且环境友好的资源化利用方案具有重要的现实意义。
2、cu(ⅱ)作为人体必需的微量元素，在过量积累时会对消化系统等重要器官带来严重负担。cu(ⅱ)主要来源于锌镀、油漆生产等行业。含cu(ⅱ)废水的年排放量巨大，对水体环境造成持续性污染，亟需采用高效且经济的处理技术。在现有处理方法中，吸附法因其处理效果稳定、操作简便等优势，已成为国内外最广泛应用的重金属废水处理技术之一。
3、公开号为cn112791696a的中国专利技术专利公开一种磁性fe3o4/生物炭吸附剂及应用，其提出将fecl2·4h2o、fecl3·6h2o分散到有机溶剂中，加入生物炭、碱液，混合后置于微波环境中反应制备磁性生物炭，但由于微波的持续性问题，目前仍处于实验室阶段，难以实现规模化的应用。公开号为cn115138336a的中国专利技术专利公开一种用于酸性含磷污水处理的赤泥-花生壳基复合材料的制备方法，提出将预处理后的赤泥和花生壳导入稀盐酸溶液中
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法及应用。
2、本专利技术所采用的技术解决方案是：
3、一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，包括以下步骤：
4、(1)将赤泥依次进行烘干、研磨以及过筛处理，得到预处理后的赤泥；将花生壳依次进行洗涤、烘干、研磨以及过筛处理，得到预处理后的花生壳；
5、(2)将经过预处理后的赤泥和花生壳混合，得到混合物料；
6、(3)将混合物料置于保护气氛中进行热解处理，得到热解物料；
7、(4)将热解物料依次进行洗涤、烘干、研磨以及过筛处理得到磁性生物炭吸附剂。
8、优选的，步骤(1)中：所述赤泥铁品位tfe不得低于15％。
9、优选的，步骤(1)中：所述花生壳进行洗涤处理时，用去离子水对花生壳清洗2～3遍。
10、优选的，步骤(1)中：所述烘干处理的温度为50～100℃，烘干时间为6～24h。
11、优选的，步骤(1)中：所述过筛处理时，筛孔尺寸为100～325目。
12、优选的，步骤(2)中：混合物料中赤泥和花生壳的质量比为1:1～3:1。
13、优选的，步骤(3)中：所述保护气氛为氮气气氛。当然也可采用其他惰性气氛。
14、优选的，步骤(3)中：所述热解处理时的升温速率为5～15℃/min，热解处理温度为600～800℃，热解处理时间为1～3h。
15、优选的，步骤(4)中：所述热解物料洗涤处理时，分别用有机溶剂和去离子水对热解物料清洗2～3遍。
16、如上所制得的磁性生物炭吸附剂能够在吸附去除废水中的cu(ⅱ)中进行应用。
17、本专利技术所基于的原理及有益技术效果如下：
18、赤泥和花生壳混合物料在氮气气氛下涉及的反应主要如下：
19、花生壳(生物质)→生物炭+co、h2、cxhx等还原性气体；
20、fe2o3+co、h2、cxhx等还原性气体→fe3o4+co2+h2o；
21、在保护气氛下的热解处理中，花生壳会在高温条件下产生h2、co、cxhx等具有还原性的气体，为fe(ⅲ)向fe(ⅱ)的转变提供了还原性气氛，将赤泥中的铁矿物转化为强磁性矿物。同时，热解处理过程中释放的水分和还原性气体也为生物炭提供了丰富的孔道，使其比表面积、平均孔容、平均孔径显著提升，可以为重金属提供更多的吸附位点。
22、上述磁性生物炭吸附剂与花生壳生物炭或者磁性fe3o4相比，对cu(ⅱ)的吸附效率显著提高。
23、本专利技术通过调整赤泥和花生壳的质量比例可将磁性生物炭的饱和磁化强度和对cu(ⅱ)吸附效率调整到目标值。利用花生壳在热解过程中产生的还原性气体，将赤泥中的针铁矿和赤铁矿还原成强磁性的fe3o4，无需外加铁源。
24、本专利技术采用一步热解法即可有效实现赤泥和花生壳固废的资源化高值化利用，制备得到的磁性生物炭表现出优异的cu(ⅱ)废水处理能力，该材料可通过外加磁场实现快速分离回收，且具备良好的循环再生性能。这种简便高效的制备工艺和优异的应用性能，具有显著的工业化推广价值和应用前景。
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1.一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述赤泥铁品位TFe不得低于15％。
3.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述花生壳进行洗涤处理时，用去离子水对花生壳清洗2～3遍。
4.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述烘干处理的温度为50～100℃，烘干时间为6～24h。
5.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述过筛处理时，筛孔尺寸为100～325目。
6.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(2)中：混合物料中赤泥和花生壳的质量比为1:1～3:1。
7.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(3)中：所述保护气氛为氮气气氛。>
8.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(3)中：所述热解处理时的升温速率为5～15℃/min，热解处理温度为600～800℃，热解处理时间为1～3h。
9.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(4)中：所述热解物料洗涤处理时，分别用有机溶剂和去离子水对热解物料清洗2～3遍。
10.如权利要求1-9中任一权利要求所制得的磁性生物炭吸附剂在吸附去除废水中的Cu(Ⅱ)中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述赤泥铁品位tfe不得低于15％。
3.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述花生壳进行洗涤处理时，用去离子水对花生壳清洗2～3遍。
4.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述烘干处理的温度为50～100℃，烘干时间为6～24h。
5.根据权利要求1所述的一种赤泥和花生壳制备磁性生物炭吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中：所述过筛处理时，筛孔尺寸为100～325目。
6.根据权利要求1所述的一种赤泥...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳晓，邱俊，崔凯波，杨静雷，吕经纬，刘浩泽，王嘉振，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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